鐵路利用虛擬化技術實現系統整合實施案例
1 問題的提出
鐵路的現車管理信息系統(以下簡稱現車系統)是基層鐵路運輸組織的重要技術裝備，提升了運輸生產作業標準和組織管理水平，提高了運輸組織的質量。目前通化車務段管內共有7個車站(通化、東通化、集安、白山市、臨江、松樹鎮、泉陽)使用現車管理信息系統。該系統是1998年鐵道部推廣的現車管理信息系統統一的1.0版本軟件，采用主機(主要采用小型機或PC服務器)、終端方式，基本能夠實現調車、確報等功能，且軟件穩定，易于維護。但是，截至目前，車站現車管理信息系統實施已經10年，服務器等硬件設備嚴重老化，故障頻發，嚴重影響了運輸生產。一方面各鐵路局難以投入大量資金改造更新，推廣現車管理信息系統2.0版本建設周期長，短時間內難以全面展開。另一方面，隨著鐵路改革的不斷深入，生產力布局調整不斷深化，車務段管轄范圍不斷增大，問題越來越突出，尤其是邊遠地區，交通不便，更增大了信息技術人員維護的難度。破解這些難題，需要采用新技術，打破傳統的應用模式，走出一條創新之路。
為滿足鐵路局直管站段的要求，不斷適應生產力布局調整發展形勢發展需求，強化運輸基礎工作，提高車站運輸組織質量和管理水平，提高基層站段的信息技術設備維護水平，針對通化車務段點多線長的特點，決定以車務段為單位對通化車務段管內現車管理信息系統進行整合，從根本上改變基層單位信息技術工作的落后面貌。為此，經過認真調研、論證，決定采用虛擬化技術實現車站現車系統的硬件升級和服務器的整合，解決硬件依賴性的問題，實現了服務器硬件的平穩升級。一方面降低硬件的投資，提高了服務器硬件的利用率;另一方面，充分發揮TMIS 廣域網的優勢，將多個車站的服務器集中，變分布范圍較廣的服務器于一點，方便了維護，降低了管理和運營成本，提高了故障處理的響應速度。整合工作將圍繞服務器的集中和服務器的硬件升級這樣的目標進行，實現系統和應用軟件向新的硬件平臺遷移。
2 虛擬化技術
虛擬化技術是將操作系統和應用程序虛擬成為單一的虛擬機，利用一臺物理機運行多個虛擬機，在同一臺物理機上運行不同的操作系統以及多個應用程序的技術。客戶可以通過虛擬化技術整合資源池和實現計算機的高可用性，節省IT總成本，提高現有資產的效率、利用率和靈活性。
在通化車務段現車系統整合中采用的是VMware公司的虛擬化技術。該技術的原理是直接在計算機硬件或主機操作系統上面插入一個精簡的軟件層。該軟件層包含一個以動態和透明方式分配硬件資源的虛擬機監視器(或稱“管理程序”)。多個操作系統可以同時運行在單臺物理機上，彼此之間共享硬件資源。由于是將整臺計算機(包括 CPU、內存、操作系統和網絡設備)封裝起來，因此虛擬機可與所有標準的 x86 操作系統、應用程序和設備驅動程序完全兼容。可以同時在單臺計算機上安全運行多個操作系統和應用程序，每個操作系統和應用程序都可以在需要時訪問其所需的資源，但彼此之間仍然完全隔離，一個虛擬機崩潰不影響其它虛擬機運行。
3 解決方案
經過調研，我們考慮將分布在各站的現車管理信息系統主機(服務器)集中到場地條件較好的通化車務段所在地——通化站主機房，各站的終端通過TMIS 2M網訪問服務器。車務段的信息技術人員足不出戶即可完成維護工作，不但縮短了故障響應時間，提高了故障處理速度，還節省了人員的差旅費。
隨著信息技術的發展，新購置的PC服務器已不再支持SCO OpenServer操作系統，因此我們采用虛擬化技術，在新的硬件平臺上搭建適合現車管理信息系統運行的虛擬機，以實現服務器硬件平臺的升級。
圖1:改造前的車站網絡結構示意圖
方案的具體內容如下：
1、新購置兩套PC服務器，在兩臺服務器上安裝Windows Server 2003做宿主機，使用Vmware Server軟件，在新購置的PC 服務器上構建多個個獨立于硬件的虛擬服務器。
2、現車管理信息系統服務器的遷移。將SCO OpenServer、Oracle7及現車管理信息系統應用軟件部署到每臺虛擬服務器上，為每臺虛擬服務器分配獨立的IP地址。
3、修改車站終端服務器設置，使該車站的終端能夠訪問分配給該車站的虛擬服務器。
4、修改信息技術分所的MQ設置，保證確報傳輸。
圖2:改造后的非會聚點車站網絡結構示意圖
圖3：改造后的會聚點車站(通化站)網絡結構示意圖
4 實施情況
根據通化車務段實際情況，我們已經陸續完成松樹鎮、泉陽、白山市、東通化、臨江、集安、通化共七個站現車系統的遷移工作，目前運行狀態良好。
5 實施后評價
(1)保障信息系統運行安全。縮短了故障響應時間，提高了故障處理速度，易于維修、維護，減少了因維修維護對生產的影響。
(2)節省硬件投資。將站數×2臺服務器減少到2臺服務器，例如，通化車務段有7個車站使用現車管理信息系統(不含使用小型機的車站)，原有服務器數量為7×2=14臺，減少到2臺，節省服務器12臺。
(3)節約人員成本。因服務器數量減少而減少維護人員的工作量;因服務器集中降低了對現場(車站)人員的技術能力要求，減少了技術人員因到現場維修、維護產生的各項費用。
(4)節約設備運行成本。由于服務器集中設置和管理，改變了因現場服務器使用環境不良而造成的設備影響，延長了設備使用壽命。另外，由于物理服務器數量的減少，相應減少了用電負荷，節約了用電消耗。
(5)探索出一條資源整合成功之路。當前，隨著鐵路信息化建設的不斷深入，信息化已經融入到鐵路運輸組織、客貨營銷、經營管理三大領域多個方面，各系統信息化應用需求日益旺盛，傳統的一臺服務器一個應用程序建設模式不僅投資大、效益低、資源共享性差，而且場地占用、電力和制冷需求大，安全性也低，維護難度大，采用虛擬化技術對現有資源進行整合，解決了上述問題。同時，為今后新建項目統一規劃、資源綜合利用打下了堅實的基礎。
【編輯推薦】
